利用有限元分析軟件ANSYS，模擬實際工況載荷，對天然氣分輸站減壓閥進行了天然氣流場、閥體有限元靜力及熱應力分析。依據分析結果，得出閥內流場及熱應力分布規律，找出閥體結構的薄弱部位，為工況條件下閥體的安全可靠性評估提供依據。

　　1、概述

　　分輸站是直接聯系站場和下游用戶安全的紐帶，減壓閥在天然氣分輸站中擔負著為下游用戶平穩提供安全氣源的任務，也是保證輸氣干線壓力和流量相對穩定的基礎。減壓閥結構復雜，在工況壓力下變形不協調、應力集中嚴重，真空技術網(http://bjjyhsfdc.com/)認為容易造成閥體的強度失效，降低閥體的使用壽命，造成天然氣泄露等問題。

　　本文以有限元分析軟件ANSYS 作為分析平臺，建立了閥體及流體有限元模型，通過模擬實際工況施加載荷，獲得了天然氣在分輸過程中的壓力和流速變化規律及應力與變形的大小及分布狀況。

　　2、閥體建模

　　2.1、物理模型

　　閥體建模時，依據準確性與經濟性原則做出簡化。

　　(1) 不考慮閥體頂端的氣體連通結構，簡化閥蓋和上端的發動機，不考慮發動機的重力和發動機工作時的振動對閥體受力的影響。

　　(2) 去除對計算結果影響較小的倒角、密封材料、螺栓和尺寸較小的結構等。

　　(3) 按照真正的尺寸和比例將閥籠的小圓孔簡化成條狀通路。

　　(4) 對于閥體的主要結構，如閥體及前后管段的壁厚、閥體的內腔尺寸，嚴格按照實際尺寸建模。

　　2.2、有限元模型

　　減壓閥由閥體、閥桿、閥蓋，閥板、閥套、閥籠和密封件等組成( 圖1) 。減壓閥規格為DN150 /300，閥體進氣端直徑為150mm，出氣端直徑為300mm，進、出氣管端面間距為840mm，閥籠厚度為20mm，直徑為5mm 的圓孔有550 個，閥腔內徑為380mm、外徑470mm，上下閥體連接處到下閥體底部高度為600mm、到上閥體頂部高度為1 100mm。根據實際尺寸建立等比例閥體模型。

圖1 減壓閥

　　3、結語

　　減壓閥閥體及閥內流體的流場、溫度場、靜力及熱應力分析結果表明，閥門在閥內流體流速、壓力分布不均勻及環境低溫的影響下，可以滿足實際工況使用條件的要求。